一种新型的广义电容耦合器模型及其在单边补偿电容式电力传输系统中的应用

《IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs》：A Novel Generalized Capacitive Coupler Model With Application to Unilateral Compensated Capacitive Power Transfer Systems

单侧补偿技术为无线能量传输系统的小型化提供了可能。基于广义变压器模型设计的单侧补偿感应功率传输（IPT）变换器，提出广义电容耦合模型，增加设计自由度，实现补偿网络更灵活的设计，并建立统一分析框架。推导出一族单侧补偿网络，具有单位功率因数、灵活的负载独立恒压或恒流输出、软开关特性。最终通过100W CPT原型验证分析。

　　

摘要：

单边补偿为无线电力传输系统的紧凑和轻量化设计提供了一种有前景的解决方案。受基于广义变压器模型设计的单边补偿感应式电力传输（IPT）转换器的启发，本文提出了一种用于电容式电力传输（CPT）转换器的广义电容耦合器模型。该模型通过引入额外的设计自由度，比传统的T型或Π型模型提供了更灵活的补偿网络设计，并建立了一个统一的分析框架。随后，基于该模型很容易推导出一系列单边补偿网络，这些网络具有接近单位功率因数、负载独立的可调恒压（CV）或恒流（CC）输出、软开关等优点。最后，构建了一个采用LLL-None(N)单边网络的100瓦CPT原型机来验证分析结果。